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印度洋重力洞形成原因成謎 科學家造模型回溯1.4億年前

(圖/歐洲太空總署、法新社)
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印度洋有個低於全球海平面平均值的「重力洞」,最近印度科學家嘗試解開謎團,透過建造19次模擬形成過程,發現追溯至1.4億年前的地函熱柱可能是關鍵。

地球並非完美的球體,地表上凹凸不平,連海洋也是如此。

在印度洋有一個「重力洞」(gravity hole)──被稱為印度洋大地水準面低點,該處地球引力較弱,質量(mass)低於正常狀況,因此形成一個圓形凹陷,海平面下降超過100公尺,範圍從印度南端往外算起,覆蓋約300萬平方公里。

1948年,荷蘭地球物理學家邁內斯在一艘船上進行重力測量時,意外發現重力洞。地質學家過去不知如何解釋這種現象,但根據美國CNN報導,來自印度班加羅爾印度科學研究所的研究人員,最近用超級電腦模擬印度洋重力洞的形成過程,發現在1.4億年前,該區域中心是現在已不存在的古老海洋。

參與該項研究的地球物理學家戈許(Attreyee Ghosh)說明,「如果在地球表面倒水,水所達到的水平就被稱為大地水準面,而這受到地球內部物質密度差異的影響。」

印度科學研究所地球科學中心專家戈許表示,地球的密度和屬性並不均勻,某些區域比其他密度更大,影響地球表面和地球重力。

研究團隊迄今進行19次模擬,重現地殼板塊的移動,以及地函(mantle)內部岩漿和熔岩的活動,從模型看出,當時大陸和海洋的位置與今日有很大差別,密度結構也不相同,而在其中6次模擬中,形成類似印度洋中大地水準面低點。

戈許指出,團隊發現重力洞周邊的地函熱柱(Mantle plume)是關鍵,他們每次模擬的岩漿密度參數都不同,在不存在地函熱柱的情況,不會出現低點。

印度研究人員認為,地函熱柱起源於數千萬年前,當時印度大陸飄移,並與亞洲大陸相撞,最後古代海洋消失。

「1.4億年前,印度和現在的位置有很大不同,當時印度板塊和亞洲之間有一個海洋,後來印度向北移動,海洋消失。」戈許解釋,當海洋板塊沉降至地函內部時,可能刺激地函熱柱形成,從而將低密度物質帶往地球表面。

根據研究團隊計算,重力洞形成的時間於落在2000萬年前,是否會消失或是轉移仍不得而知。

不過研究結果也遭遇到一些挑戰,美國佛羅里達大學地質學教授Alessandro Forte認為,模擬有些瑕疵,預測的大地水準面和實際之間仍有差異。

研究團隊則回應,沒有人能完全確定過去的地球是什麼樣子,特別是越早期的地球,因此模擬中無法考慮所有可能的因素,但他們認為重力洞形成的整體原因相當明確。研究結果發表在《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)期刊。

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